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基于神经网络模型的煤层气产能预测研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 46-56页

作者：金毅郑晨晖宋慧波马家恒杨运航刘顺喜张昆倪小明河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 中原经济区煤层(页岩)气协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

目的煤层气产能主要受地质和工程因素影响,阐明这些因素对煤层气井产能的影响机制是实现储层精细改造和煤层气井提产的基础。方法本文以沁水盆地柿庄南区块为研究对象,综合考虑地质背景、储层物性和动态排采数据,利用神经网络算法开展... 详细信息

目的煤层气产能主要受地质和工程因素影响,阐明这些因素对煤层气井产能的影响机制是实现储层精细改造和煤层气井提产的基础。方法本文以沁水盆地柿庄南区块为研究对象,综合考虑地质背景、储层物性和动态排采数据,利用神经网络算法开展煤层气产能预测。首先,利用灰色关联分析法遴选出10个地质参数作为煤层气产能预测的主控因素,在此基础上,运用模糊数学法实现研究区34口煤层气井富集区划分,最后,根据分类结果,结合实际排采数据,分别利用BP(back propagation)和LSTM(long short-term memory)神经网络算法实现煤层气井日产气量预测。结果结果表明:(1)渗透率、含气饱和度和储层压力梯度等10个参数是影响研究区煤层气产气性能的关键因素;(2)利用模糊数学评价方法评价煤层气的富集,可将研究区34口井产气效果划分为有利区、较有利区和不利区;(3)依托LSTM算法建立了煤储层日产气量预测模型,预测误差值为4.06%~14.79%,平均误差值为11.09%,预测精度明显高于BP神经网络模型,结论根据LSTM算法建立的煤储层日产气量预测模型稳定性好且预测精度高,可作为煤储层产能长程预测的一种有效手段,进而为煤层气开发工艺布施与排采方案制定提供科学依据。

关键词： LSTM神经网络 BP神经网络灰色关联分析产能预测

工况参数对双列角接触轮毂轴承单元温度分布的影响

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轴承 2025年第1期 82-87页

作者：马亚飞董艳方邱明何恺陈非凡河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003

为研究影响双列角接触轮毂轴承单元温度分布的关键因素,基于光纤传感的波分复用技术实现轮毂轴承单元外圈12个测温点的分布式测温试验,并将试验数据与灰色关联度模型结合,对影响轮毂轴承单元温度分布的因素进行分析排序。试验结果表明:... 详细信息

为研究影响双列角接触轮毂轴承单元温度分布的关键因素,基于光纤传感的波分复用技术实现轮毂轴承单元外圈12个测温点的分布式测温试验,并将试验数据与灰色关联度模型结合,对影响轮毂轴承单元温度分布的因素进行分析排序。试验结果表明:各列各测点温度出现明显的分化现象,右列温升高于左列且右列测点温度离散性更大;联合载荷工况下,工况参数对轴承左列平均温升、右列平均温升、平均温升、轴向温差、左列周向温差、右列周向温差的影响程度从大到小排序均为转速、轴向力、径向力。

关键词：滚动轴承轮毂轴承单元灰色关联分析温升试验温度载荷转速

基于“微生物-肠-脑轴”探讨补肾通腑方对APP/PS1小鼠肠道菌群及LPS/TLR4/NF-κB通路的影响

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中国药理学通报 2025年第1期41卷 171-178页

作者：王旭张杰赵敏宋晓雨段建平河南中医药大学第一附属医院脑病科河南郑州450000 河南中医药大学第一临床医学院河南郑州450000 中西医防治重大疾病河南省协同创新中心河南郑州450046

目的探讨补肾通腑方调控肠道菌群,改善阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠学习记忆能力的作用机制。方法以APP/PS1小鼠为研究对象,给予补肾通腑方治疗8周,采用Morris水迷宫法观察小鼠空间学习记忆能力变化;16S rDNA检测小... 详细信息

目的探讨补肾通腑方调控肠道菌群,改善阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠学习记忆能力的作用机制。方法以APP/PS1小鼠为研究对象,给予补肾通腑方治疗8周,采用Morris水迷宫法观察小鼠空间学习记忆能力变化;16S rDNA检测小鼠肠道菌群丰度、多样性变化;HE染色观察海马病理形态学变化;免疫荧光检测海马区小胶质细胞活化情况;Western blot检测TLR4、NF-κB、IL-6等炎症因子表达。结果与模型组相比,补肾通腑方可以缩短AD模型小鼠逃避潜伏期、游泳路径,增加跨越平台次数(P<0.05),提升肠道菌群多样性,调节肠道菌群丰度,促进海马神经元细胞损伤修复,降低iNOS/Iba1共表达,提高Arg1/Iba1共表达(P<0.01),促进小胶质细胞从M1型向M2型转化,下调TLR4、NF-κB、IL-6等促炎因子的表达。结论补肾通腑方改善AD模型小鼠学习记忆能力的作用机制可能与调节肠道菌群介导的LPS/TLR4/NF-κB通路,从而抑制促炎型小胶质细胞活化、减轻中枢神经系统炎症、改善海马区神经元细胞损伤有关。

关键词：阿尔茨海默病补肾通腑方肠道菌群 LPS/TLR4/NF-κB通路 16S rDNA 微生物-肠-脑轴

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覃怀1号鲜地黄化学成分及其降糖活性研究

药学学报 2025年第01期 205-210页

作者：杨梦郝志友王小兰肖超远张俊阳周诗琪郑晓珂冯卫生河南中医药大学药学院河南省中药开发工程技术研究中心河南中医药大学中医科学院呼吸疾病中医药防治省部共建协同创新中心

采用硅胶、MCI gel CHP-20、ODS、Toyopearl HW-40C等柱色谱技术,并结合TLC和半制备液相等手段对覃怀1号鲜地黄70%丙酮提取物的乙酸乙酯部位进行分离纯化,得到8个单体化合物。运用现代波谱学技术(NMR、MS、UV、IR)鉴定化合物的结构,分... 详细信息

采用硅胶、MCI gel CHP-20、ODS、Toyopearl HW-40C等柱色谱技术,并结合TLC和半制备液相等手段对覃怀1号鲜地黄70%丙酮提取物的乙酸乙酯部位进行分离纯化,得到8个单体化合物。运用现代波谱学技术(NMR、MS、UV、IR)鉴定化合物的结构,分别鉴定为地黄新苷A (1)、osmanthuside B6 (2)、地黄苷(3)、异马蒂罗苷(4)、反式对羟基肉桂酸(5)、咖啡酸(6)、阿魏酸(7)、咖啡酸甲酯(8)。其中,化合物1为新苯乙醇苷,鉴定为地黄新苷A,化合物2为首次从地黄中分离得到。药理活性研究表明,化合物2、6和7可以显著增加相对葡萄糖消耗量,表现出潜在的降糖活性。

关键词：地黄地黄新苷A 苯乙醇苷苯丙素分离鉴定降糖活性

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基于GAN和多尺度空间注意力的多模态医学图像融合

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郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 1-8页

作者：林予松李孟娅李英豪赵哲郑州大学网络空间安全学院河南郑州450002 郑州大学互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心河南郑州450052 郑州大学汉威物联网研究院河南郑州450002

针对多模态医学图像融合过程中多尺度特征和纹理细节信息丢失的问题,提出一种基于生成对抗网络和多尺度空间注意力机制的图像融合算法。首先,生成器采用自编码器结构,分别利用编码器和解码器对输入图像进行特征提取、融合和重建,生成融... 详细信息

针对多模态医学图像融合过程中多尺度特征和纹理细节信息丢失的问题,提出一种基于生成对抗网络和多尺度空间注意力机制的图像融合算法。首先,生成器采用自编码器结构,分别利用编码器和解码器对输入图像进行特征提取、融合和重建,生成融合图像;其次,整个对抗网络框架采用双鉴别器结构,使得生成器生成的融合图像同时保留多个模态图像的显著特征;最后,构建一种多尺度空间注意力机制作为编码器进行特征提取的基本模块,利用多尺度结构充分捕获并保留源图像的多尺度特征,并且引入空间注意力机制更好地保留源图像的结构和细节信息。哈佛大学全脑图谱数据库上的实验结果表明:所提算法生成的融合图像不仅纹理细节更为丰富,有助于人类视觉观察,而且在3种不同类型的医学图像融合任务上平均梯度、峰值信噪比、互信息、视觉信息保真度等客观评价指标的平均值分别达到0.3023、20.7207、1.4414、0.6498,与其他先进的算法相比具有一定的优势。

关键词：图像融合多模态医学图像生成对抗网络特征金字塔注意力机制

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不同加载速率对煤岩组合体巴西劈裂特性的影响

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河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 29-36页

作者：陈岩王嘉豪邓良涛洪紫杰荣腾龙侯志强河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

目的为了研究煤岩组合体在采掘过程中的抗拉特性,方法以煤岩组合体为研究对象,利用RMT-150B实验机对其进行不同加载速率下的巴西劈裂试验,分析加载速率对煤岩组合体劈裂破坏的强度特征、破坏形态、能量特征和裂纹演化的影响。结果结果表... 详细信息

目的为了研究煤岩组合体在采掘过程中的抗拉特性,方法以煤岩组合体为研究对象,利用RMT-150B实验机对其进行不同加载速率下的巴西劈裂试验,分析加载速率对煤岩组合体劈裂破坏的强度特征、破坏形态、能量特征和裂纹演化的影响。结果结果表明:煤岩组合体的应力-应变曲线大致经历了压密阶段、弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段,其破坏模式与加载速率无关,均沿着圆盘交界面裂成两半;煤岩组合体的抗拉强度与加载速率呈正相关,加载速率较小时,试样的抗拉强度随加载速率变化十分显著;当加载速率增大时,试样的抗拉强度增幅减小;不同加载速率下,煤岩组合体试样的能量集中在0.33~0.42 J,且试样抗拉强度越大,损伤所需的能量也越大;应力-裂纹应变峰前曲线经历裂纹闭合阶段、弹性阶段、裂纹扩展阶段,轴向裂纹损伤应力与抗拉强度值接近,裂纹参数具有明显的加载速率效应。结论研究结果对于揭示煤岩组合结构拉伸破坏机理具有重要理论价值。

关键词：煤岩组合体巴西劈裂强度特征能量特征裂纹演化

防隔水煤柱定向爆破应力转移机理及参数优化设计

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河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 1-9页

作者：刘少伟郭泽政冯超牛帅河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 安阳工学院土木与建筑工程学院河南安阳455000

目的针对内部存在断层的防隔水煤柱在采动影响下应力场持续变化对其稳定性和工作面安全开采造成极大威胁的问题,方法以鹤壁中泰矿业有限公司3309工作面为工程地质背景,采用理论分析、正交试验和FLAC3D数值模拟试验,研究定向爆破应力转... 详细信息

目的针对内部存在断层的防隔水煤柱在采动影响下应力场持续变化对其稳定性和工作面安全开采造成极大威胁的问题,方法以鹤壁中泰矿业有限公司3309工作面为工程地质背景,采用理论分析、正交试验和FLAC3D数值模拟试验,研究定向爆破应力转移保护防隔水煤柱的影响因素以及不同切顶深度和切顶角度下防隔水煤柱内部应力分布特征。结果结果表明:随着切顶角度和切顶深度增加,垂直应力集中区逐渐向深部转移,但当切顶深度和切顶角度达到一定数值后,继续增加切顶角度或切顶深度对应力集中区位置及垂直应力峰值影响不再明显,对比不同方案防隔水煤柱内部测线数据可知,当切顶深度为15 m、切顶角度为15°时,应力集中区距回风巷距离最远,最远距离为19.76 m,应力峰值最小,最小值为15.65 MPa。结论采用定向爆破技术可以实现切顶卸压应力转移,能够阻断回风巷上覆岩层与防隔水煤柱周边岩层的联系,将防隔水煤柱靠近回风巷一侧应力向深部转移,以减少采动对防隔水煤柱的影响;现场工业性试验结果验证了选定方案切顶深度15 m、切顶角度15°的合理性,防隔水煤柱内部实现了应力转移,选定方案的成功应用有效提高了防隔水煤柱的稳定性,能够满足安全生产要求。研究结果可为类似地质条件下内部存在断层的防隔水煤柱的应力转移保护提供参考依据。

关键词：定向爆破应力转移断层数值模拟防隔水煤柱正交试验

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深部强矿压工作面水力压裂裂纹扩展规律研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 18-28页

作者：陈立伟王东杰边乐河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心河南焦作454000

目的为了研究深部强矿压工作面水力压裂裂纹扩展规律,方法以余吾煤矿的3号煤层S5207回风巷为工程背景,首先建立水力压裂力学模型,分析最大周向拉应变准则和裂纹扩展准则,其次通过三维数值模拟,分析水力压裂裂纹扩展影响因子D和地应力对... 详细信息

目的为了研究深部强矿压工作面水力压裂裂纹扩展规律,方法以余吾煤矿的3号煤层S5207回风巷为工程背景,首先建立水力压裂力学模型,分析最大周向拉应变准则和裂纹扩展准则,其次通过三维数值模拟,分析水力压裂裂纹扩展影响因子D和地应力对水力压裂裂纹扩展规律的影响,并根据现场情况设计水力压裂试验方案,实施水力压裂增透技术,分析现场施工效果。结果结果表明:预制裂纹沿着与原裂纹呈一定角度开裂并向外延伸,其扩展方向最终与最小主应力方向垂直;随着D增大,裂纹与原裂纹的夹角越来越小,当D较大时,裂纹呈现自相似的扩展状态;不同应力场下,裂纹扩展轨迹主要取决于主应力方向,最终与最小主应力方向垂直,水力裂缝为垂直缝,且在裂纹尖端有应力集中现象;现场监测发现,裂纹扩展符合最大周向拉应变准则,裂纹尖端沿着环向拉应变最大的地方扩展,环向拉应变达到最大时裂纹开始扩展,压裂过程中出现了较大环向裂隙,裂纹沿垂直于最小主应力方向延伸,与S5207回风巷的最大水平主应力方向大致相同,与数值模拟结果接近。结论研究结果可为深部强矿压工作面水力压裂提供参考和依据。

关键词：水力压裂裂纹扩展强矿压深部岩体数值模拟回风巷

新能源汽车生产网络与区域发展战略耦合模式及机制：基于比亚迪案例

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地理研究 2025年第1期 21-35页

作者：陈肖飞蔡和倩胡永桂张雯璐河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明省部共建协同创新中心

随着全球能源危机日益严峻，各国共同致力于控制碳排放和发展低碳经济，在此情境下，新能源汽车行业迈入快速增长阶段，然而如何剖析新能源汽车生产网络与地方互动关系已成为学界关注的重点问题之一。本文选取中国新能源汽车标杆企业比... 详细信息

随着全球能源危机日益严峻，各国共同致力于控制碳排放和发展低碳经济，在此情境下，新能源汽车行业迈入快速增长阶段，然而如何剖析新能源汽车生产网络与地方互动关系已成为学界关注的重点问题之一。本文选取中国新能源汽车标杆企业比亚迪（BYD），通过整理2022年比亚迪新能源汽车国内核心零部件供应商，重点研究其生产网络与典型区域的战略耦合模式及驱动机制。研究表明：(1)不同生产系统零部件在国内生产布局总体上形成了以珠三角、长三角以及京津冀为核心的空间格局特征，其中电池与电驱动系统生产网络规模最大且集聚程度高，而车身底盘饰件集聚程度最低，且生产网络高频次联系主要集中在长三角与珠三角之间。(2)生产网络与区域互动关系过程中由于受到区域区位优势以及企业空间粘性的影响，产生了差异化的耦合模式，主要表现为依附式耦合、互惠式耦合和吸收式耦合共存。(3)基于“网络特征-战略耦合-区域互动”建构的地方生产网络与区域发展之间关系通道，促进了企业生产由场关联空间向价值关联空间的转变，为战略耦合理论的中国本土化实践提供支持。本文尝试将新能源汽车生产系统划分为智能电子电器系统、电池与电驱动系统、热管理系统和车身底盘饰件系统，基于典型案例剖析其战略耦合模式及机制，一方面通过理论建构演绎为战略耦合的中国本土化方案提供实践支撑，另一方面为剖析中国本土领先企业的生产网络与区域发展之间的互动关系提供经验支持。

关键词：新能源汽车生产网络空间组织战略耦合比亚迪